就磁感应技术而言,主要有两个流行标准:无线充电联盟(Wireless Power Consortium,简称 WPC)和电源事务联盟(Power Matters Alliance,简称PMA)。这两个标准都相当成熟,很多产品已经用在消费市场了。无线电源联盟(Alliance for Wireless Power,简称 A4WP)是第一个基于磁共振技术的标准。这些标准和解决方案都引起了一些疑问,例如,无线电源技术将向哪个方向发展?采用哪些解决方案是最好的?
图 1:无线充电器系统:发送器和接收器方框图
POWER ADAPTER:电源适配器
Transmitter:发送器
Modulation/Demodulation:调制/解调
Synchronous Half-Bridge Inverter:同步半桥逆变器
Status and PG Indicator:状态和 PG 指示器
Micro Controller:微控制器
2-way Secure Authentication:双向安全验证
Buck Converter:降压型转换器
Thermal Loop Control:热环路控制
Foreign Object Detection:异物检测
Clock:时钟
Power:功率
IDT Back Channel Communication:IDT 反向通道通信
Communication Link:通信链路
Receiver:接收器
Synchronous Full-Bridge Rectifier:同步全桥整流器
Thermal Control:热控制 USB/Adaptor Control:USB/适配器控制
LOAD:负载
磁路
磁感应和磁共振这两种技术的架构有很多相似之处。例如,二者都将磁场用作传送功率的桥梁。
在这两种技术中,电流被引入进一个谐振电路,进而产生磁场来传送功率。在电磁场场中接收和发送线圈的对准度以及二者之间的距离决定功率传输的效率;接收和发送线圈分离越远,功率传送效率就越低。还有其他一些因素对能量传送效率有很大影响,包括谐振频率、发送与接收线圈尺寸之比、耦合因数、线圈阻抗、趋肤效应、AC 和 DC 组件以及线圈寄生参数。
随着x、y 和 z 分离度以及发送和接收线圈之间比例角的增大,损耗和效率将受到极大的影响。
根据要求,包括成本和尺寸的考量,一个或多个线圈的解决方案都可以用于磁感应和磁共振这两种技术。
图 2:磁场
MAGNETIC INDUCTANCE:励磁电感
Magnetic field mostly contained in between ferrite shielding:磁场大部分被限制在铁氧体屏蔽体之间
Surface:表面
Coil:线圈
Shielding:屏蔽层
Distance:距离
MAGNETIC RESONANCE:磁共振
Receiving Coil(s):接收线圈
Transmitting Coil:发送线圈
Magnetic field radiates outward – not shielded:磁场向外辐射——无屏蔽
Receiver:接收器
Magnetic Field:磁场
Transmitter:发送器